[發(fā)明專利]一種鐵基非晶納米晶軟磁合金材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210423159.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN102953020A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州朗拓新材料有限公司
• 主分類號(hào): C22C45/02
• 分類號(hào): C22C45/02;H01F1/153;H01F1/16
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軟磁合金材料的制備方法，尤其是一種具有良好高頻性能的鐵基非晶納米晶軟磁合金材料的制備方法。

背景技術(shù)

?????鐵基非晶和納米晶軟磁合金具有優(yōu)良的綜合軟磁性能，如高飽和磁感????值、高導(dǎo)磁率、低矯頑力、低損耗、低激磁電流和良好的穩(wěn)定性等特點(diǎn)，可用于配電變壓器、中頻電源變壓器和開關(guān)電源變壓器的鐵芯、濾波電抗器、飽和電抗器、馬達(dá)定子以及磁傳感器等，是應(yīng)用和研究最廣的非晶納米晶合金之一。?????由于鐵基非晶納米晶合金的應(yīng)用具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)效益，數(shù)十年來(lái)有關(guān)非晶和納米晶合金的研究始終是材料和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)。最引人注目的研究開始于1988年日立金屬公司的Yoshizawa等人發(fā)現(xiàn)的Fe-Cu-Nb-Si-B系合金。由于該系列合金具有獨(dú)特的納米晶結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的軟磁性能，引起了研究人員的廣發(fā)注意。Herzer利用隨機(jī)各向異性模型解釋了納米晶合金獲得優(yōu)異軟磁特性的機(jī)理。非晶合金在退火晶化后形成均勻分布于非晶基體的納米晶粒，晶粒間的交換耦合使磁晶各向異性被平均化，從而有效各向異性常數(shù)大大降低，導(dǎo)致納米晶合金獲得優(yōu)異的軟磁特性。Fe基納米晶軟磁合金以FeNbSiBCu(商品牌號(hào)為Finemet)和FeZrBCu(商品牌號(hào)為Nanoperm)為典型代表，在低頻條件下具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁導(dǎo)率，低的矯頑力等優(yōu)異的軟磁特性。隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，要求軟磁材料在更高的頻率下工作，而FINEMET?型合金在高頻下由于較低的共振頻率，僅能在小于40kHz?條件下使用，為了在更高的頻率下使用必須設(shè)法提高其共振頻率。

為適應(yīng)電力電子信息器件的高頻化發(fā)展的要求，對(duì)于新型具有良好高頻性能的軟磁材料的需求越來(lái)越大。由此可見，開發(fā)一種具有良好高頻性能的鐵基非晶納米晶軟磁合金材料對(duì)于促進(jìn)我國(guó)鐵基非晶納米晶軟磁材料及其器件相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：提供一種可解決目前鐵基非晶納米晶軟磁合金材料應(yīng)用頻率較低的問(wèn)題的，具有良好高頻性能的鐵基非晶納米晶軟磁合金材料的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種鐵基非晶納米晶軟磁合金材料，其特征在于，所述鐵基非晶納米晶軟磁合金材料由鐵、硼鐵、硅鐵、銅、鈮鐵以及鈷金屬組成，其中各個(gè)組分的配比可表示為（Fe_1-XCo_X）_76.5Cu₁Nb₂Si_11.5B₉，其中0.3≤X≤0.6，配比為原子百分比。

上述鐵基非晶納米晶軟磁合金材料的制備方法具體包括下列步驟：

（1）材料配料：將鐵、硼鐵、硅鐵、銅、鈮鐵以及鈷金屬原料按照上述比例配置成分為（Fe_1-XCo_X）_76.5Cu₁Nb₂Si_11.5B₉的母料；

（2）合金熔煉：將配好的母料裝入真空熔煉爐的坩堝中，采用中頻感應(yīng)熔煉的方法在真空條件下把原料反復(fù)熔煉多遍，大于3遍，并在熔煉過(guò)程中進(jìn)行攪拌，使合金成分均勻，并澆注成錠；

中頻感應(yīng)熔煉的方法的原理是：母料受電磁感應(yīng)的作用產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，在母料中形成感應(yīng)電流（渦流），感應(yīng)電流克服母料本身的電阻而產(chǎn)生焦耳熱，用這一熱量加熱母料本身，使其升溫。

（3）超聲清洗：將熔煉得到的合金鑄錠破碎，將破碎的塊體合金依次放入酒精溶液中進(jìn)行超聲清洗，取出后自然晾干待用；

（4）急冷制帶：將清洗干凈的塊體合金放入急冷制帶設(shè)備的石英管中，加熱融化，使用單輥甩帶法制備出寬度為2-50mm，厚度為20~25μm的合金薄帶；